專利名稱：一種多功能空氣源熱泵開水器的制作方法
一種多功能空氣源熱泵開水器技術領域
本發(fā)明涉及一種開水器，特別涉及一種多功能空氣源熱泵開水器。
背景技術：
中國是世界上人口最多的國家，日常飲水需求量非常巨大，隨著人民生活水平的提高，對于衛(wèi)生熱水尤其是飲用熱水的需求量顯著增大。目前飲水設備主要有兩種形式，一種為鍋爐房供應飲用水，這種形式雖然直接利用一次能源，但是需要設置專門的鍋爐房和專人看管，且每年要進行年審，廢氣和廢渣的污染都比較嚴重，熱效率比較低。第二種為電加熱方式的電熱開水器，雖然這種方式干凈，并且快速、方便，使用靈活，但是電加熱開水器運行時將電能轉化為熱能再用來加熱冷水，過程中將高品位的電能轉化為低品位的熱能，導致其熱效率比較低，且還存在加熱功率大、電路負荷高等弊病。此外，由于人們習慣飲用溫水，因此在得到開水后需要在空氣中將開水進行自然冷卻，這種方式極大地浪費了能源與時間。
上述問題均造成了能源的浪費，限制了開水器的運行節(jié)能性。在能源日益緊缺，國家倡導節(jié)能的今天，這種能源浪費問題不容小視，亟需妥善的解決。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單合理、能源利用率高、電路負荷小的多功能空氣源熱泵開水器，利用熱泵技術將電能作為驅(qū)動從低品位環(huán)境中取熱對飲用水進行加熱，有效降低了電能消耗；考慮人們飲水習慣設計溫開水出口，拓展了開水器的使用功能，且回收了部分余熱；裝置中的蒸發(fā)器在夏季也可作為空調(diào)來提供冷量，進一步提高裝置的節(jié)能性。
本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種多功能空氣源熱泵開水器，包括空氣源熱泵裝置和開水處理裝置，二者通過冷凝器連接；所述的空氣源熱泵裝置中的蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和節(jié)流閥通過管道連接，構成蒸氣壓縮式熱泵循環(huán)回路。
此外，所述開水處理裝置由溫水箱和開水箱組成，所述開水箱位于溫水箱的上部， 在所述開水箱內(nèi)設置加熱水箱和保溫水箱，所述的加熱水箱位于保溫水箱上部；開水箱的冷水入口通過管道與溫水箱的冷水出口連接，保溫水箱上的開水出口設置有開水水龍頭， 保溫水箱的溫水出口通過換熱器管與溫水箱上設置的溫水水龍頭連接；加熱水箱的開水出口通過電磁閥連接保溫水箱的開水入口 ；在所述的保溫水箱的排污口設置有排污閥；在所述的加熱水箱的上部、保溫水箱的上部分別設有排氣孔。
在所述的加熱水箱內(nèi)設置有第一水位檢測裝置，用于檢測加熱水箱內(nèi)的水位是否達到設定值，進而控制加熱水箱的進水和排水。
在所述的保溫水箱內(nèi)設置有第二水位檢測裝置，用于檢測保溫水箱內(nèi)的水位是否達到設定值，進而保溫水箱的進水和排水。
在所述的加熱水箱的側壁上設置有第一感溫探頭，用于檢測加熱水箱內(nèi)開水溫度是否達到設定溫度，進而控制第一電加熱管的工作狀態(tài)。
在所述的保溫水箱的側壁上設置有第二感溫探頭，用于檢測保溫水箱內(nèi)開水溫度是否達到設定溫度，進而控制第二電加熱管的工作狀態(tài)。
在所述的加熱水箱的側壁上還設置有用于對加熱水箱內(nèi)的水進行加熱的第一電加熱管。
在所述的保溫水箱的側壁上還設置有用于對保溫水箱內(nèi)的水進行加熱的第二電加熱管。
所述的溫水箱為承壓水箱，保溫水箱的開水支路進入溫水箱內(nèi)換熱器管與待加熱的自來水進行熱交換，然后由溫水水龍頭流出。
采用多功能空氣源熱泵開水器對水進行加熱的方法，過程如下空氣源熱泵裝置中蒸發(fā)器從空氣中吸收熱量，蒸發(fā)器中的制冷劑吸收熱量后經(jīng)壓縮機的作用變成高溫高壓的制冷劑氣體進入冷凝器；自來水由進水電磁閥控制流入冷凝器內(nèi)冷水管道，高溫高壓的制冷劑在冷凝器中對冷水管道內(nèi)流通的自來水進行加熱，自來水經(jīng)過換熱后被預熱到一定溫度后送入溫水箱；溫水箱被注滿后通過自來水的壓強將水壓入開水箱上部的加熱水箱，由第一電加熱管將溫水加熱至沸騰溫度后將加熱水箱下的第一電磁閥打開，開水進入開水箱下部的保溫水箱進行儲存；保溫水箱中裝有第二水位檢測裝置，當檢測到保溫水箱內(nèi)下水位未達到設定設定值時，打開進水電磁閥注入自來水，啟動空氣源熱泵裝置；加熱水箱中裝有第一水位檢測裝置，當檢測到加熱水箱內(nèi)上水位達到設定值時，關閉進水電磁閥，停止進水，空氣源熱泵裝置停止工作；啟動第一電加熱管，當加熱水箱中第一感溫探頭檢測到加熱水箱中的溫度達到設定值時，關閉第一電加熱管，打開電磁閥，開水流入到保溫水箱中；當?shù)谝凰粰z測裝置檢測到加熱水箱內(nèi)下水位達到設定值時，關閉電磁閥，第二水位檢測裝置繼續(xù)工作，重復上述動作直至當檢測開水箱下部的保溫水箱內(nèi)開水上水位達到設定值為止，此時加熱水箱中第一電加熱管停止工作；當保溫水箱內(nèi)的第二感溫探頭檢測到保溫水箱內(nèi)開水溫度低于設定溫度下限時，啟動第二電加熱管對水加熱，當?shù)诙袦靥筋^檢測到保溫水箱內(nèi)開水溫度達到設定溫度上限后第二加熱管停止運行。
所述蒸發(fā)器為風冷蒸發(fā)器，放置于室內(nèi)或放置于室外或在室內(nèi)及室外分別放置， 然后將兩個蒸發(fā)器并聯(lián)連接；夏季時蒸發(fā)器吸收熱量，可以作為空調(diào)提供冷量。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明沒有普通鍋爐熱水器的廢氣、廢渣污染，也要比傳統(tǒng)電加熱開水器耗電量小，自動化程度高，無需專人看管，具有結構簡單合理，運行成本低，能源利用率高，電路負荷小等的優(yōu)點，響應國家節(jié)能減排的號召。另外，本發(fā)明裝置中的蒸發(fā)器在夏季也可作為空調(diào)提供冷量，進一步提高了裝置的節(jié)能性。本發(fā)明適用于車站、酒店、學校等大中型的公共建筑場所，具有結構簡單、環(huán)保安全、節(jié)能可靠等優(yōu)點。


圖I為本發(fā)明一種實施方式多功能空氣源熱泵開水器結構示意圖；圖2為本發(fā)明一種實施方式開水箱結構示意圖；圖中，I、蒸發(fā)器2、壓縮機3、冷凝器4、節(jié)流閥5、風機6、進水電磁閥7、溫水箱8、加熱水箱9、第一水位檢測裝置10、第一排氣孔11、第一電加熱管12、第一感溫探頭13、 電磁閥14、開水箱15、第二水位檢測裝置16、保溫水箱17、第二電加熱管18、開水水龍頭19、第二排氣孔20、換熱器管21、溫水水龍頭22、排污閥23、第二感溫探頭24、開水處理裝置25、空氣源熱泵裝置。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細的說明。
本發(fā)明的一種實施方式給出多功能空氣源熱泵開水器的結構示意圖，如圖I所示。包括空氣源熱泵裝置25和開水處理裝置24，二者通過冷凝器3連接?？諝庠礋岜醚b置 25包括蒸發(fā)器I、壓縮機2、冷凝器3、節(jié)流閥4和風機5，其中，蒸發(fā)器I連接壓縮機2，壓縮機2連接冷凝器3，冷凝器3連接節(jié)流閥4，節(jié)流閥4連接蒸發(fā)器1，上述的蒸發(fā)器I、壓縮機2、冷凝器3和節(jié)流閥4通過管道連接，構成蒸氣壓縮式熱泵循環(huán)回路。
空氣源熱泵裝置25中的蒸發(fā)器I為風冷蒸發(fā)器，放置于室內(nèi)或放置于室外或在室內(nèi)及室外分別放置，然后將兩個蒸發(fā)器并聯(lián)連接；夏季時蒸發(fā)器吸收熱量，作為空調(diào)提供冷量。
冷凝器3中設置流通制冷劑的制熱管道和冷水管道。本實施方式中，冷凝器3為水冷式冷凝器，可采用套管式、板式等形式，具有對自來水進行預熱的功能。
開水處理裝置24由溫水箱7和開水箱14組成，開水箱14位于溫水箱7的上部， 如圖I所示。在開水箱14內(nèi)設置加熱水箱8 (用于加熱開水)和保溫水箱16 (用于存儲開水)，如圖2所示。加熱水箱8位于保溫水箱16上部，加熱水箱8的出口通過電磁閥13連接保溫水箱16的入口。開水箱14的冷水入口位于加熱水箱上部并通過管道與溫水箱7的冷水出口連接，保溫水箱16上的開水出口設置有開水水龍頭18，保溫水箱16的溫水出口通過換熱器管20與溫水箱上設置的溫水水龍頭21連接；在保溫水箱16的排污口設置有排污閥22 ;在加熱水箱8的上部設有第一排氣孔10、在保溫水箱16的上部分別設有第二排氣孔 19。
在加熱水箱8內(nèi)設置有第一水位檢測裝置9，用于檢測加熱水箱8內(nèi)的上水位和下水位是否達到設定值，進而控制加熱水箱8的進水和排水。
在保溫水箱16內(nèi)設置有第二水位檢測裝置15，用于檢測保溫水箱16內(nèi)的上水位和下水位是否達到設定值，進而控制保溫水箱16的進水和排水。
在加熱水箱8的側壁上設置有第一感溫探頭12，用于檢測加熱水箱8內(nèi)開水溫度是否達到設定溫度，進而控制第一電加熱管11的工作狀態(tài)。
在保溫水箱16的側壁上設置有第二感溫探頭23，用于檢測保溫水箱16內(nèi)開水溫度是否達到設定溫度，進而控制第二電加熱管17的工作狀態(tài)。
在加熱水箱8的側壁上還設置有用于對加熱水箱8內(nèi)的水進行加熱的第一電加熱管11。
在保溫水箱16的側壁上還設置有用于對保溫水箱16內(nèi)的水進行加熱的第二電加熱管17。
所述的溫水箱7為承壓水箱，保溫水箱16的開水支路進入溫水箱內(nèi)換熱器管20 與待加熱的自來水進行熱交換，然后由溫水水龍頭21流出。
實施例I :采用多功能空氣源熱泵開水器對水進行加熱的方法，過程如下空氣源熱泵裝置25中蒸發(fā)器I從室內(nèi)、外空氣中吸收熱量，在夏季可以起到空調(diào)的作用。蒸發(fā)器I中的制冷劑吸收熱量后經(jīng)壓縮機2的作用變成高溫高壓的制冷劑氣體進入冷凝器3。自來水由進水電磁閥6控制流入冷凝器3內(nèi)冷水管道，高溫高壓的制冷劑在冷凝器3中對冷水管道內(nèi)流通的自來水進行加熱，自來水經(jīng)過換熱后被預熱到一定溫度后送入溫水箱7。溫水箱7被注滿后通過自來水的壓強將水壓入開水箱14上部的加熱水箱8，由第一電加熱管11將溫水加熱至沸騰溫度后加熱水箱8下電磁閥13打開，開水進入開水箱 14下部的保溫水箱16進行儲存。用戶取水根據(jù)需求可以選擇溫水水龍頭21和開水水龍頭 18。其中開水水龍頭18出水為直接從保溫水箱16接出的開水；溫水水龍頭21出水為保溫水箱16中的開水經(jīng)過溫水箱7內(nèi)換熱器管20與溫水箱7內(nèi)的溫水換熱降溫后的溫開水。 溫水箱7的設置既實現(xiàn)熱量回收利用，又滿足人們使用要求。
保溫水箱16中裝有第二水位檢測裝置15，當檢測到保溫水箱16內(nèi)下水位未達到設定設定值時，打開進水電磁閥6注入自來水，啟動空氣源熱泵裝置25。加熱水箱8中裝有第一水位檢測裝置9，當檢測到加熱水箱8內(nèi)上水位達到設定值時，關閉進水電磁閥6停止進水，空氣源熱泵裝置25停止工作，啟動第一電加熱管11。當加熱水箱8中第一感溫探頭 12檢測到加熱水箱8中的溫度達到設定值時，則關閉第一電加熱管11，打開電磁閥13。當?shù)谝凰粰z測裝置9檢測到加熱水箱8內(nèi)下水位達到設定值時，關閉電磁閥13。第二水位檢測裝置15繼續(xù)工作，重復上述動作直至當檢測開水箱14下部的保溫水箱16內(nèi)開水上水位達到設定值為止，此時加熱水箱8中第一電加熱管11停止工作。保溫水箱16中裝有第二感溫探頭23，當檢測到保溫水箱16內(nèi)開水溫度低于設定溫度下限時，啟動第二加熱管17 對水加熱，當?shù)诙袦靥筋^23檢測到保溫水箱16內(nèi)開水溫度達到設定溫度上限后第二加熱管17停止運行。
實施例2 當蒸發(fā)器I在冬季受到條件限制無法從外界吸收熱量時，空氣源熱泵裝置25停止運行，只有開水處理裝置24對自來水進行電加熱，即根據(jù)該多功能空氣源熱泵開水器中空氣源熱泵裝置25的運行情況將裝置分為夏季運行模式和冬季運行模式，夏季運行模式為所述完整的運行流程，即實施例I所述的空氣源熱泵裝置25與開水處理裝置24都工作，冬季運行模式即實施例2中空氣源熱泵裝置25停止運行，只有開水處理裝置24工作。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領域內(nèi)的熟練技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)。本發(fā)明的范圍僅有所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種多功能空氣源熱泵開水器，包括空氣源熱泵裝置和開水處理裝置，二者通過冷凝器連接，其特征在于所述開水處理裝置由溫水箱和開水箱組成，所述開水箱位于溫水箱的上部，在所述開水箱內(nèi)設置加熱水箱和保溫水箱，所述的加熱水箱位于保溫水箱上部；開水箱的冷水入口通過管道與溫水箱的冷水出口連接，保溫水箱上的開水出口設置有開水水龍頭，保溫水箱的溫水出口通過換熱器管與溫水箱上設置的溫水水龍頭連接；加熱水箱的開水出口通過電磁閥連接保溫水箱的開水入口 ；在所述的保溫水箱的排污口設置有排污閥；在所述的加熱水箱的上部、保溫水箱的上部分別設有排氣孔。
2.根據(jù)權利要求I所述的多功能空氣源熱泵開水器，其特征在于在所述的加熱水箱的上部設置有第一水位檢測裝置，用于檢測加熱水箱內(nèi)的水位是否達到設定值，進而控制加熱水箱的進水和排水。
3.根據(jù)權利要求I所述的多功能空氣源熱泵開水器，其特征在于在所述的保溫水箱的上部設置有第二水位檢測裝置，用于檢測保溫水箱內(nèi)的水位是否達到設定值，進而保溫水箱的進水和排水。
4.根據(jù)權利要求I所述的多功能空氣源熱泵開水器，其特征在于在所述的加熱水箱的側壁上設置有第一感溫探頭，用于檢測加熱水箱內(nèi)開水溫度是否達到設定溫度，進而控制電加熱器的工作狀態(tài)；在所述的保溫水箱的側壁上設置有第二感溫探頭，用于檢測保溫水箱內(nèi)開水溫度是否達到設定溫度，進而控制電加熱器的工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求I所述的多功能空氣源熱泵開水器，其特征在于在所述的加熱水箱的側壁上還設置有用于對加熱水箱內(nèi)的水進行加熱的第一電加熱管；在所述的保溫水箱的側壁上還設置有用于對保溫水箱內(nèi)的水進行加熱的第二電加熱管。
6.根據(jù)權利要求I所述的多功能空氣源熱泵開水器，其特征在于所述的溫水箱為承壓水箱，保溫水箱的開水支路進入溫水箱內(nèi)換熱器管與待加熱的自來水進行熱交換，然后由溫水水龍頭流出。
7.采用多功能空氣源熱泵開水器對水進行加熱的方法，其特征在于包括以下步驟空氣源熱泵裝置中蒸發(fā)器從空氣中吸收熱量，蒸發(fā)器中的制冷劑吸收熱量后經(jīng)壓縮機的作用變成高溫高壓的制冷劑氣體進入冷凝器；自來水由進水電磁閥控制流入冷凝器內(nèi)冷水管道，高溫高壓的制冷劑在冷凝器中對冷水管道內(nèi)流通的自來水進行加熱，自來水經(jīng)過換熱后被預熱到一定溫度后送入溫水箱；溫水箱被注滿后通過自來水的壓強將水壓入開水箱上部的加熱水箱，由第一電加熱管將溫水加熱至沸騰溫度后將加熱水箱下的第一電磁閥打開，開水進入開水箱下部的保溫水箱進行儲存；保溫水箱中裝有第二水位檢測裝置，當檢測到保溫水箱內(nèi)下水位未達到設定設定值時，打開進水電磁閥注入自來水，啟動空氣源熱泵裝置；加熱水箱中裝有第一水位檢測裝置，當檢測到加熱水箱內(nèi)上水位達到設定值時，關閉進水電磁閥，停止進水，空氣源熱泵裝置停止工作；啟動第一電加熱管，當加熱水箱中第一感溫探頭檢測到加熱水箱中的溫度達到設定值時，關閉第一電加熱管，打開電磁閥；當?shù)谝凰粰z測裝置檢測到加熱水箱內(nèi)下水位達到設定值時，關閉電磁閥，第二水位檢測裝置繼續(xù)工作，重復上述動作直至當檢測開水箱下部的保溫水箱內(nèi)開水上水位達到設定值為止，此時加熱水箱中第一電加熱管停止工作；當保溫水箱內(nèi)的第二感溫探頭檢測到保溫水箱內(nèi)開水溫度低于設定溫度下限時，啟動第二電加熱管對水加熱，當?shù)诙袦靥筋^檢測到保溫水箱內(nèi)開水溫度達到設定溫度上限后第二加熱管停止運行。
8.根據(jù)權利要求7所述的多功能空氣源熱泵開水器，其特征在于所述蒸發(fā)器為風冷蒸發(fā)器，放置于室內(nèi)或放置于室外或在室內(nèi)及室外分別放置，然后將兩個蒸發(fā)器并聯(lián)連接； 夏季時蒸發(fā)器吸收熱量，作為空調(diào)提供冷量。
全文摘要
一種多功能空氣源熱泵開水器，涉及一種開水器。包括空氣源熱泵裝置和開水處理裝置，二者通過冷凝器連接；所述開水處理裝置由溫水箱和開水箱組成，所述開水箱位于溫水箱的上部，在所述開水箱內(nèi)設置加熱水箱和保溫水箱。本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單合理、能源利用率高、電路負荷小的多功能空氣源熱泵開水器，利用熱泵技術將電能作為驅(qū)動從低品位環(huán)境中取熱對飲用水進行加熱，有效降低了電能消耗；考慮人們飲水習慣設計溫開水出口，拓展了開水器的使用功能，且回收了部分余熱；裝置中的蒸發(fā)器在夏季也可作為空調(diào)來提供冷量，進一步提高了裝置的節(jié)能性。
文檔編號F24H9/18GK102937335SQ201210456909
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權日2012年11月14日
發(fā)明者韓宗偉, 丁慧婷, 趙晶, 劉志凱, 余江游 申請人:東北大學